專利名稱：用于以非常規(guī)高度定位切割刀片的刀夾和刀夾組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬加工操作，且特別涉及一種適合將一切割刀片固定在刀夾內(nèi)非常規(guī)位置的刀夾和刀夾組件。
背景技術(shù)：
在許多金屬加工操作期間，希望且有時(shí)必須使用冷卻液沖洗切割 刀具和工件之間的接觸面，以避免由于在此接觸面處生成的高溫和混雜在此接觸面處的碎片損壞切割刀具和工件。然而，根據(jù)這種切割刀片抵靠著工件的配置，在不明顯改變刀夾外套的情況下，冷卻液向該接觸面的有效分散即使可能也是很困難的。
在金屬切割工業(yè)中，在車削操作期間夾持切割刀片的最通常部件是常規(guī)的方形柄刀夾。這種刀夾具有一主體，其通常夾在機(jī)床內(nèi)，該被夾緊的部分具有一確定四個(gè)等長(zhǎng)邊的橫截面。最普通的常規(guī)方形柄刀夾體具有長(zhǎng)度小于或等于1.25英寸的邊，下文將參照常規(guī)的方形柄刀夾體主要對(duì)這種被夾緊的部分具有小于或等于1.25英寸的各邊的方形柄刀夾體進(jìn)行說(shuō)明。其不僅尺寸緊湊，而且允許刀具進(jìn)入很多位置， 許多機(jī)床不能容納具有較大柄的刀夾體。 一些常規(guī)的方形柄刀夾具有超過(guò)要被夾緊部分的前端，該前端比要夾緊的部分更大。
標(biāo)準(zhǔn)的刀夾允許安裝在刀頭上的切割刀具快速插入和/或取出。然而，由于與標(biāo)準(zhǔn)刀具相連的內(nèi)部部件，用于標(biāo)準(zhǔn)刀具的刀夾體必須比 常規(guī)方形柄刀夾體大。特別是，標(biāo)準(zhǔn)刀夾體的最小的柄尺寸大約是1.5 英寸。因此，標(biāo)準(zhǔn)刀夾體占據(jù)了額外的空間，必須以不同方式固定到機(jī)床。
美國(guó)專利No.6299388公開了 一種具有從刀夾向上延伸的塔狀物的常規(guī)方形柄刀夾，通過(guò)該塔狀物將冷卻液向下引入切割刀片。加入了這樣一塔狀物，裝置明顯變得比僅僅是方形柄刀夾的外套更大，因此，這種配置在很多應(yīng)用中都是不合適的，因?yàn)榈秺A外套不能超過(guò)常 規(guī)方形柄刀夾的外套。
美國(guó)專利No.6443672涉及一種切割刀具，其使用標(biāo)準(zhǔn)刀夾，例如 刀夾2，如前所述該刀夾必須比常規(guī)方形柄刀夾大，以容納附加的部 件使其可操作。由此，用于標(biāo)準(zhǔn)刀夾的柄的寬度可能是常規(guī)方形柄刀 夾的兩倍。
通常對(duì)于使用常規(guī)方形柄切割刀具的機(jī)床，夾持在這種刀具中的 切割刀片的刀刃設(shè)置為與方形柄的頂面對(duì)齊。例如，圖l示出了方形 柄刀夾1,其具有頂面3和安裝在方形柄刀夾1的凹口 7內(nèi)的切割刀 片5。圖1是具有更大前端的常規(guī)方形柄刀夾的實(shí)例，其中要被夾緊 的部分是方形的。圖1中示出的刀具5是可轉(zhuǎn)向的，因此在四邊上都 有可使用的刀刃。為了在本申請(qǐng)中進(jìn)行說(shuō)明，所參考的將是刀夾內(nèi)定 向成準(zhǔn)備與加工件接合的刀刃。刀刃8就是這樣一個(gè)實(shí)例。刀刃尖端 9設(shè)置在刀夾1內(nèi)，使得在金屬加工操作期間，該尖端9是刀刃8最 先與加工件接合的部分。切割刀片5的活動(dòng)刀刃8沿線L設(shè)置，線L 與從刀夾1的頂面3延伸的線Ll重疊。將切割刀片5的刀刃尖端9 與方形柄刀夾1的頂面3對(duì)齊是工業(yè)中的慣例，因此，如果冷卻液必 須在切割刀片5和加工件之間的接觸面處引入，那么一種例如前面所 述的塔狀物的設(shè)置是必要的。然而，如上所述，連接到方形柄刀夾1 的塔狀物將形成一個(gè)比許多應(yīng)用所允許的外套更大的外套。而且，方 形柄上的塔狀物給刀具增加了額外的鋼材和懸垂長(zhǎng)度。
已經(jīng)設(shè)計(jì)了用于類似操作的標(biāo)準(zhǔn)刀夾配置，其中可以通過(guò)刀夾凹 口中的壁引入冷卻液。然而，這些是中心線系統(tǒng)，如圖2所示，刀夾 10固定到法蘭12，法蘭12安裝到機(jī)床上(圖中未示)。切割刀片15 安裝在刀夾10內(nèi)的凹口 17中，其中切割刀片15具有刀刃19。切割 刀片15的刀刃19位于通過(guò)連接接頭的中心線L4的平面L3內(nèi)，在此 實(shí)例中，該連接接頭是法蘭12。刀夾10具有適合于容納一孔的后壁 20,通過(guò)該孔冷卻液可以引向切割刀片15。盡管這種系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 是使用于ID和OD機(jī)械作業(yè)的刀夾10的切割刀片旋轉(zhuǎn)和用其鉆孔的互換能力，但是這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于尺寸的限制使得這種中心線系統(tǒng) 不適合于小的方形柄刀具外套。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)刀夾需要兩倍寬度的凹槽， 以便應(yīng)用到機(jī)床。也就是，標(biāo)準(zhǔn)刀夾體的寬度是可比的常規(guī)方形柄刀 夾體寬度的兩倍。
美國(guó)專利No.5718156說(shuō)明了一種用于加工鈦部件的工序，其中， 如這個(gè)專利的圖l和圖2所示，設(shè)有一方形或矩形柄的刀夾具有設(shè)置 在刀夾上表面內(nèi)的切割刀片以在柄內(nèi)形成凹槽。然而，夾具(套環(huán)2) 固定在該凹槽內(nèi)以將刀片夾持在適當(dāng)?shù)奈恢?，同時(shí)將冷卻液通過(guò)夾具 引向尖端的刀刃。這種系統(tǒng)不但相當(dāng)復(fù)雜，而且要容納夾具所需的空 間，凹口內(nèi)的凹槽必須相當(dāng);果。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，刀夾包括常規(guī)方形柄體，其中該方形 柄體具有延伸通過(guò)柄體的中心線、前端、后端和頂面。 一刀頭從柄體 前端向后延伸。 一凹口從柄體的頂面向下以及從柄體的前端向后延伸 進(jìn)入刀頭。該凹口的至少一部分適于接收一切割刀片，并且將該刀片 的切割尖端設(shè)置在凹口內(nèi)的預(yù)定深度，其中預(yù)定深度在柄體的頂面之 下。冷卻液通道延伸通過(guò)柄體進(jìn)入刀頭，其終止于至少一個(gè)通過(guò)凹口 壁的冷卻液排出口 ，該凹口壁位于切割尖端的預(yù)定深度之上的某一位 置。
第二實(shí)施例主要涉及一種刀夾架組件，其包括一分隔開以容納多 個(gè)刀夾的安裝架。至少其中一個(gè)刀夾包括常規(guī)方形柄體以及從柄體前 端向后伸出的刀頭，其中該方形柄體具有延伸通過(guò)柄體的中心線、前 端、后端和頂面。 一凹口從柄體的頂面向下以及從柄體的前端向后延 伸進(jìn)入刀頭，其中該凹口具有從柄體的頂面向下延伸的壁。該凹口的 至少 一部分適于接收一切割刀片，并且將該刀片的切割尖端設(shè)置在凹 口內(nèi)的預(yù)定深度，其中預(yù)定深度在柄體的頂面之下。冷卻液通道延伸 通過(guò)柄體，且終止于至少一個(gè)通過(guò)凹口壁的冷卻液排出口 ，該凹口壁 位于切割尖端的預(yù)定深度之上。


參照附圖根據(jù)下文的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征以及來(lái)自這些
特征的優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中 圖l是方形柄刀夾的透視圖； 圖2是標(biāo)準(zhǔn)刀夾組件的側(cè)視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的刀夾的透視圖； 圖4是圖3所示的刀夾的分解透視圖； 圖5是圖3所示的刀夾旋轉(zhuǎn)180度的分解透視圖； 圖6是圖3所示的刀夾的側(cè)視圖；以及 圖7是圖3所示的刀夾的頂視圖； 圖8是圖3-7中所示的刀夾的可選實(shí)施例的頂視圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明的用于多個(gè)方形柄刀夾的安裝系統(tǒng)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖3-7示出了根據(jù)本發(fā)明的刀夾的一個(gè)實(shí)施例的不同視圖。刀夾 100包括柄體105,該柄體設(shè)有從其通過(guò)的中心線107、前端110、后 端113和頂面115。刀頭120從柄體105的前端110向后延伸。凹口 125從柄體105的頂面115向下以及從柄體105的前端110向后伸入 刀頭120。凹口 125具有從柄體105的頂面115向下延伸的壁128。如 圖4中的橫剖面圖所示，刀夾IOO是一常規(guī)的方形柄刀夾，其中要在 機(jī)床內(nèi)夾緊的部分是方形的。
該術(shù)語(yǔ)刀頭可選定這樣的刀頭，其可從柄體或直接形成于方形柄 體內(nèi)的方形柄刀夾的一部分處取下。
至少凹口 125的一部分適合于接收切割刀片130，并將刀片130 的刀刃133的尖端131以預(yù)定深度Di殳置在凹口 125內(nèi)。該預(yù)定深度 D位于柄體105的頂面115之下。這是本發(fā)明的一個(gè)明顯特征，這個(gè) 特征對(duì)于極小尺寸的刀夾例如具有一英寸或更小尺寸、能夠在瑞士型 機(jī)器上使用的非中心線刀具是最有利的。
瑞士型的機(jī)器是這樣一種機(jī)床，其具有一保持固定的關(guān)聯(lián)刀夾。 旋轉(zhuǎn)的工件移向該固定的刀夾，以開始金屬加工操作。由于這種機(jī)床 的多功能性，不必將刀片的刀刃與刀夾的頂部共面設(shè)置。因此，切割刀片130的尖端131可以低于刀夾100的頂面115，并且可將分度 (indexing)工件抵靠著刀刃尖端131設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢锰帯Ｓ捎诰哂?這種靈活性，凹口 125的壁128可在限定范圍內(nèi)從刀夾100的頂面115 盡可能多地降低，所述的限定范圍是指支承切割刀片130的刀夾部分 102(圖6)必須具有足夠的材料以承受可能施加到切割刀片130的力。
冷卻液通道140延伸通過(guò)柄體105進(jìn)入刀頭120,終止于至少一 個(gè)冷卻液排出口 143，該排出口 143在位于刀刃133的預(yù)定深度D之 上的某一位置處通過(guò)凹口壁128。如圖3-7所示，超過(guò)刀夾100的前 端的柄體105是方形的。由此，柄體105裝入外套之內(nèi)，該柄體類似 于常規(guī)方形柄刀夾的柄體，例如圖l中所示的刀夾l。
切割刀片130安裝在凹口 125內(nèi)。凹口 125的形狀可設(shè)置為使切 割尖端131與柄體105的中心線107相偏移。圖7中最好地示出了這 種配置。在這些情況下，柄體105具有一側(cè)面106，凹口 125定向切 割刀片130，從而4吏得切割刀片130的尖端131與柄體105的側(cè)面106 齊平。
在另一實(shí)施例中，如圖8所示，凹口 125設(shè)置了切割刀片130， 使得當(dāng)從平面圖中看時(shí)，切割刀片130與柄體的中心線107對(duì)齊。
冷卻液通道140在柄體105的后端113中的冷卻液供給口 145處 (圖6)開始。冷卻液通道140沿柄體105的長(zhǎng)度延伸并進(jìn)入刀頭120 到達(dá)冷卻液排出口 143。刀頭120可拆卸地連接到柄體105，在這種情 況下，冷卻液通道140必須在刀頭120和柄體105之間的過(guò)渡處對(duì)準(zhǔn)。 通過(guò)如圖6所示的柄體105的側(cè)面106中的冷卻液供給口 147引入冷 卻液也是可能的。圖6中的冷卻液供給口 147僅僅是作為一個(gè)此處可 以設(shè)置這樣一個(gè)供給口的實(shí)例示出，圖中沒(méi)有示出向刀頭120傳輸流 體所必須的內(nèi)部通道。
盡管圖3和圖4示出了單獨(dú)的一個(gè)冷卻液排出口 143，但是對(duì)于 刀頭120來(lái)說(shuō)在凹口 125的壁128內(nèi)的選定位置包括多個(gè)冷卻液排出 口是完全可能的。多個(gè)冷卻液排出口 143可用于相對(duì)端切割裝置、中 間刀具和快變型徑向定向夾持裝置。因此，刀夾能夠容納不同的刀刃
位置。通過(guò)將切割刀片130的尖端131設(shè)置在刀夾100的頂面115之 下，保持更短的懸垂長(zhǎng)度，并在刀夾100內(nèi)提供通過(guò)刀具的冷卻液是 可能的，刀夾100裝入現(xiàn)有的常規(guī)方形柄外套內(nèi)。
在圖3和圖4中所示的刀頭120可通過(guò)一快變接頭與柄體105的 其余部分分離，例如在發(fā)明名稱為"刀夾組件"且轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人 的美國(guó)專利No.6786119中討論的快變接頭。美國(guó)專利申請(qǐng)No.6786119 的內(nèi)容包含在此作為參考。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管在本專利中對(duì)一個(gè)特 定型號(hào)的快速連接接頭進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不局限于該特定的 型號(hào)，因?yàn)橛泻芏嗵峁┎煌焖龠B接接頭的制造商，這些接頭也可用 于本發(fā)明。
盡管在圖3-7中所示的刀夾100具有可拆卸的刀頭120,但是應(yīng) 當(dāng)理解的是刀夾100的柄體105可以是連續(xù)不間斷的部件，凹口處于 前端，刀片設(shè)置在該凹口中。目前所討論的實(shí)施例已經(jīng)是一種常規(guī)的 方形柄刀夾100，其具有一帶有刀具凹口 125的刀頭120，切割刀片 130安裝在該刀具凹口中。圖9示出了刀夾架205，其可通過(guò)前面所述 的刀夾100以規(guī)則的間距進(jìn)行組裝。架205特別適合用于瑞士型的機(jī) 床，由此工件相對(duì)于其中的一個(gè)刀夾100設(shè)置。
每個(gè)刀夾100通過(guò)機(jī)械裝置例如金屬加工領(lǐng)域的人員所共知的楔 子固定到安裝架205。刀夾100以規(guī)則間距彼此隔開。
冷卻液排出口 343將冷卻液流指向安裝在凹口 325內(nèi)的刀片330 的刀刃333。
通過(guò)本發(fā)明，冷卻液可容易地通過(guò)具有位于實(shí)心柄前端的凹口內(nèi) 的刀夾或使用具有連接接頭的可拆卸連接頭的刀夾傳輸。這種配置簡(jiǎn) 化了冷卻液在組件內(nèi)的密封，這個(gè)特征在小尺寸的刀夾組件中是尤其 重要的。此外，可選擇刀刃平面的深度以給刀刃提供最適宜的冷卻液 流。這可通過(guò)調(diào)節(jié)凹口的深度以簡(jiǎn)單直接的方式實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使用本發(fā) 明所公開的特征，由于冷卻液排出口與切割刀片很接近，所以冷卻液 的流向得到了簡(jiǎn)化，從而允許冷卻液排出口直接將冷卻液引向切割刀 片，大大簡(jiǎn)化了"對(duì)準(zhǔn)"角度。
此處參考的文件、專利和專利申請(qǐng)包含在此作為參考。
盡管已經(jīng)聯(lián)系了 一些特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但
是應(yīng)當(dāng)理解的是這僅僅是示例并不是限制，并且應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)許可的
基礎(chǔ)上對(duì)附屬權(quán)利要求的范圍進(jìn)行廣泛的解釋。
權(quán)利要求
1、一種刀夾，包括a)常規(guī)方形柄體，其中該方形柄體具有延伸通過(guò)柄體的中心線、前端、后端和頂面；b)從柄體前端向后延伸的刀頭；c)從柄體的頂面向下以及從柄體的前端向后延伸進(jìn)入刀頭的凹口，其中該凹口具有從柄體的頂面向下延伸的壁；d)其中該凹口的至少一部分適于接收一切割刀片，并且將該刀片的切割尖端設(shè)置在凹口內(nèi)的預(yù)定深度，其中該預(yù)定深度位于柄體的頂面之下；e)延伸通過(guò)柄體進(jìn)入刀頭的冷卻液通道，其終止于至少一個(gè)通過(guò)凹口壁的冷卻液排出口，該凹口壁位于切割尖端的預(yù)定深度之上的某一位置；以及f)其中在垂直于方形柄體中心線的橫剖視圖中所看到的邊的長(zhǎng)度小于或等于1.25英寸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，還包括安裝在凹口內(nèi)的刀片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀夾，其特征在于凹口設(shè)置該刀片的 位置使得刀片的尖端與柄體的中心線偏移。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀夾，其特征在于柄體具有一側(cè)面， 并且凹口定向刀片使得刀片的尖端與柄體的側(cè)面齊平。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀夾，其特征在于凹口設(shè)置刀片尖端 的位置使得刀片尖端與柄體的中心線成一直線。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于冷卻液通道在位于 柄體后端中的冷卻液供給口處開始。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的刀夾，其特征在于冷卻液通道在位于 柄體側(cè)面中的冷卻液供給口處開始。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的刀夾，其特征在于至少一個(gè)冷卻液排 出口指向安裝在凹口內(nèi)的刀片的位置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的刀夾，其特征在于該至少一個(gè)冷卻液 排出口包括多個(gè)指向安裝在凹口內(nèi)的刀片的冷卻液口。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于刀頭形成于柄體 的前端中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于刀頭可拆卸地連 接到柄體。
12、 一種機(jī)床刀具組件，包括a) 分隔開以容納多個(gè)刀夾的安裝架；和b) 安裝在其上的刀夾，其中該刀夾包括1) 常規(guī)方形柄體，該方形柄體具有延伸通過(guò)柄體的中心線、 前端、后端和頂面；2) 從柄體前端向后延伸的刀頭；3) 從柄體的頂面向下以及從柄體的前端向后延伸進(jìn)入刀頭的 凹口，其中該凹口具有從柄體的頂面向下延伸的壁；4) 其中該凹口的至少一部分適于接收一切割刀片，并且將該 刀片的切割尖端設(shè)置在凹口內(nèi)的預(yù)定深度，其中該預(yù)定深度位于柄體 的頂面之下；5) 延伸通過(guò)柄體的冷卻液通道，其終止于至少一個(gè)通過(guò)凹口 壁的冷卻液排出口，該凹口壁位于切割尖端的預(yù)定深度之上；以及6) 其中在垂直于方形柄體中心線的橫剖視圖中所看到的邊的 長(zhǎng)度小于或等于1.25英寸。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的機(jī)床刀具組件，還包括切割刀片，其安裝 在至少一個(gè)刀頭的凹口內(nèi)。
全文摘要
刀夾(100)具有一帶有凹口(125)的常規(guī)方形柄體(105)，該凹口從柄體的頂面(115)向下延伸，使得安裝在凹口內(nèi)的刀片(130)的切割尖端(131)設(shè)置在方形柄體的頂面之下。這允許凹口(125)具有一后壁，冷卻液通過(guò)該后壁引入并引向切割刀片(130)。通常，常規(guī)方形柄刀夾(100)的切割尖端(131)與刀夾的頂面(115)對(duì)齊。此外，所公開的刀夾組件包括多個(gè)這樣的刀夾(100)。
文檔編號(hào)B23B29/00GK101175592SQ200680016485
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月14日
發(fā)明者W·M·朗 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司